界面键合作用有效增强NiSe@Fe2O3的水氧化本征活性和稳定性(英文)

作者：郭凯璐; 王彦涛; 杨思卓; 黄俊峰; 邹泽华; 潘海瑞; Pravin S.Shinde; 潘善林; 黄吉儿; 徐彩玲^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(01): 52-61.

析氧反应(OER)电催化剂的本征活性及稳定性主要取决于活性材料的表界面性能.本文采用两步水热法制备了一种新型核壳异质结构电催化剂(NF/NiSe@Fe2O3).该催化剂在1 mol L-1的KOH介质中,电流密度为10或200 mA cm-2时,析氧反应过电位分别低至220和282 mV,同时还具有较小的Tafel斜率(36.9 mV dec-1)及良好的长期稳定性(～230h). X射线光电子能谱和X射线吸收光谱表明, NF/NiSe@Fe2O3异质结构一方面具有高度羟基化的表面,同时由于在NiSe和Fe2O3的界面处形成Fe-Se键而具有较强的界面耦合作用.密度泛函理论计算进一步证实, Fe-Se键的形成导致了NiSe@Fe2O3异质结d带中心的移动并很好地优化了其电子结构,从而促进了析氧反应过程中含氧中间体的吸附及O2的脱附,极大增强了催化剂的OER活性.另外,其独特的核壳结构及较强的界面耦合作用有效提升了催化剂的长期稳定性.该研究为界面键合效应对电催化剂OER性能的影响提供了一些基本认识.

• 单位
  功能有机分子化学国家重点实验室